CAE軟件操作小百科（29）

俞曉強++席強

E_mail（xq_yu@sina.cn）1Adams中如何建立復雜的函數關系曲線？

在仿真模型中經常需要設置復雜的數據關系，如力與速度的關系、速度與時間的關系等.描述這些比較復雜的關系曲線可以通過以下2種方式完成.

1）分段函數.對較為簡單的函數關系通過IF判斷語句實現，其表達式形式為IF（expr1： expr2， expr3， expr4）：當expr1小于0時，表達式的值為expr2；當expr1等于0時，表達式的值為expr3；當expr1大于0時，表達式的值為expr4.對于速度與時間函數v=t，0

4，4

12-t，8

IF（time-4： time， 4， IF（time-8： 4， 4， 12-time））

2）樣條函數.對較復雜的函數曲線，如來自供應商或者標準中的實驗數據可以使用樣條插值函數表示.

首先需要生成樣條數據，可以在Element菜單下的Build data spline實現；然后需要在驅動或者載荷中使用該樣條數據.Adams可以選擇三次樣條曲線、B樣條曲線或者Akima擬合法進行插值，表達式分別為

CUBSPL（Var1， Var2 ， Spline_Name ， Deriv_Order）；

CURVE（Var ， Deriv_Order ， Direction ， Curve_Name）；

AKISPL（Var 1，Var2 ， Spline_Name ， Deriv_Order）.

AKISPL函數的插值效果見圖1.

xy0014253745圖 1AKISPL函數的插值效果

Fig.1Interpolation effect of AKISPL function

2Adams中如何快速查看某個模型的結構？

對于一個完全陌生的模型或者比較復雜的模型，可以利用Database Navigator快速查看模型的結構.

進入Tools菜單打開Database Navigator，展開最上方的下拉菜單，其中Topology By Parts，Topology By Connections以及Graphical Topology均可以查看每個Part的連接拓撲信息.通過這種方式可以清晰明了地展示模型的結構.

3如何高效利用Adams幫助文檔？

Adams的幫助文檔是一個非常全面詳細的資料，有效利用該幫助文檔可以幫助快速解決問題.

在Adams界面中，Help菜單可選擇相應的幫助文檔.幫助文檔打開后即可通過瀏覽、索引或者搜索的方式找到所需的條目.

當Adams任意對話框被激活時，按F1鍵即可迅速打開該對話框相應的幫助.當鼠標右鍵點擊某個圖標后，該圖標上會出現灰色虛線框，此時按F1就可以迅速打開關于該圖標的幫助信息.

4解決計算仿真中數值發散的若干技巧

在機械系統計算仿真過程中出現的發散包括物理發散和數值發散.解決物理發散需要修改機械系統本身的幾何參數，而數值發散則可以通過以下技巧加以解決.

產生數值發散的首要原因是條件函數、幅值函數、角度函數以及用戶自定義函數在特殊情形下的不連續性.條件函數IF Function在與模式函數Mode Function結合使用時，除選擇動力學或運動學分析類型外，其他情形均有可能造成數值不連續性.可以在Adams中使用step，impact和bistop函數代替IF函數.任何IF函數都存在其等效的step函數.位移、速度和加速度的幅值函數DM，VM和ACCM在零點附近的導數不連續（類似絕對值函數）.在彈簧等建模元素中經常用到幅值函數DM，但為避免其在零點附近的導數不連續現象，通常可用DZ函數代替；VM函數僅適合在計算動能時使用；其他情況應由相對速度函數VR替代；加速度幅值函數很少使用到.角度函數PSI，THETA和PHI等會由于歐拉奇異角或角輸出限制出現不連續.對此，可采用類似預估校正的策略，通過積分微分方程實現對所需角度的控制，由多體動力學理論得到Marker_i和Marker_j之間的轉換矩陣，從而解決問題.

其次，在建模元素中存在阻尼項時，適當增大阻尼項有助于去除系統中不正常的高頻現象.同時，用戶應根據自己研究的機械系統選擇適用的積分程序，BDF，DStiff和Gstiff這3種積分程序的數值計算穩定性依次降低，而數值計算效率依次增高.

5如何用Marker控制位置和方向

在Adams中，通常每個物體都具有一些幾何體特征，如cylinder，box和sphere等.這些幾何體（link和plate除外）都有一個marker決定其位置和方向，對于cylinder和sphere，該marker為center marker，對于box則為corner marker.通過修改這些marker可修改相應幾何體的位置和方向.同理，Adams中的約束副通常也都具有marker，marker_i和marker_j，分別對應于生成約束副時的part_i和part_j，共同決定約束副的位置和方向.

在運用Adams虛擬樣機技術進行設計仿真時，通常為了滿足不同的設計工況和各種可能出現的復雜機構，需要對已有模型進行幾何上的修改，運用marker的參數化設計可以實現對part和約束副的快速而精確的修改.

part_2的幾何形狀為Box，其corner marker為marker_1，見圖2.

圖 2part_2的corner marke

Fig.2corner marke of part_2

marker_1的位置和方向分別由Local選項中的Location和Orientation確定，保持位置不變，方向繞z軸調整45°（逆時針為正向），得到圖3.

圖 3Orientation為45°時Part_2的方向

Fig.3Direction of Part_2 while Orientation is 45°

6Adams調試模型的技巧

在模型建立完成后可使用Tools菜單下的Model Verify選項檢查模型的自由度數是否正確，并查看模型的連接拓撲信息是否合理.

當遇到比較復雜的模型時，應當善于利用Table Editor對模型中各個對象的屬性進行檢查和編輯.

更改求解器的圖形顯示模式以便直觀地觀察模型計算的反饋信息.打開Setting菜單下的Solver設置的Display選項，可以對求解過程中的圖形顯示進行設置.比如：將Update Graphics設置為Integration step或者Iteration就可以得到更多圖形方面的計算反饋信息；將Icons設置為On就可以從圖標的形狀觀察監視各個對象的行為.

對于動力學分析：如果求解一開始就失敗可以嘗試檢查載荷的符號和大小，先進行靜力學分析檢查模型，改變積分器求解的初始步長（HINIT）設置，或改用其他的積分器；如果仿真過程中求解失敗可以嘗試查看失敗時刻的仿真動畫來分析可能出現的錯誤，減少積分器的時間步長（HMAX）特別是重要時間點上的積分步長，查看載荷或者驅動是否有突變，或嘗試其他的積分器.

（摘自同濟大學鄭百林教授《CAE操作技能與實踐》課堂講義）

（待續）第24卷 第6期2015年12月計 算 機 輔 助 工 程Computer Aided EngineeringVol.24 No.6Dec. 2015